CN103288355A - 玻璃的自动蚀刻系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃的自动蚀刻系统及其方法，其让玻璃自动输送并依次经过各个独立且密闭的工序单元，完成酸洗工序、蚀刻工序、碱洗工序、水洗工序、干燥工序，实现对玻璃的自动蚀刻生产，本发明可大大提高玻璃强度和加工精度，生产良率高，用工人数少，设备投入小。

Description

玻璃的自动蚀刻系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃的自动蚀刻系统及其方法。
背景技术
根据DisplaySearch的报告，2011年全球智能手机出货量为4.68亿部，2014年将激增至9.55亿部，未来三年出货量复合增长率为27.57%。而玻璃作为智能智能手机的标准配置，其表面具有多层精密涂层，外层需要更优质更轻薄的防护屏，盖板玻璃以其良好的用户体验成为首选的防护屏。盖板玻璃应用于电容式玻璃最外层，英文为Cover Lens，又称强化光学玻璃、玻璃视窗、强化手机镜片等，主要原材料为超薄平板玻璃然。盖板玻璃具有以下特性：高硬度、抗划伤；内部丝印LOGO及边框，且印刷厚度要小，外表面需镀各种功能膜。因此生产盖板玻璃工艺流程复杂，不仅需要通过开料、超声波清洗、CNC精雕、抛光、钢化、镀膜、丝印、贴膜等流程，而且每一道流程都有良率上限。以每道工序的最高良率计算，开料98%，CNC精雕96%，抛光98%，钢化98%，超声波清洗98%，丝印95%，而且现有技术采用CNC精雕机械加工，即使很细的磨轮锯头，相对分子结构也是非常粗糙的，不可避免产生微裂纹，而根据断裂力学研究玻璃强度下降主要是由于微裂纹的扩散造成，导致玻璃材料实际强度只有理论强度要低1/10甚至更低，从而带来玻璃强度的下降，造成实际上行业内良率集中在50—65%之间。
综上所述由于复杂的工序、数量庞大的机器设备投入、大批员工的参与、较低的良率和产量无疑推高了盖板玻璃的单价，又无法满足盖板玻璃日益扩大的需求。
发明内容
本发明的目的是提供了一种玻璃的自动蚀刻系统及其方法。
为达到上述目的，本发明采用一技术方案：一种玻璃的自动蚀刻系统，其包括：两端设有进、出口的机架、设置在机架内且有若干个滚轮组成并水平传输玻璃的传送单元、设置在机架内并靠近机架进口且密闭的酸洗单元、设置在机架内并位于酸洗单元下游且密闭的蚀刻单元、设置在机架内并位于蚀刻单元下游且密闭的碱洗单元、设置在机架内并位于碱洗单元下游且密闭的水洗单元、设置在机架内并靠近机架出口且密闭的干燥单元、与酸洗单元、蚀刻单元、碱洗单元、水洗单元均连通并提供相应液体的储液箱、分别设置在酸洗单元、蚀刻单元、碱洗单元、水洗单元内且位于玻璃上、下方的若干个喷嘴、设置在干燥单元内的若干个气嘴、以及连接储液箱和喷嘴之间的抽液泵。
优选地，所述滚轮位于玻璃上、下方并对压转动。
优选地，所述滚轮为PU材料。
优选地，所述储液箱内排布有若干个热交换管和加热元件。
优选地，所述机架进一步包括与酸洗单元、蚀刻单元、碱洗单元、水洗单元、干燥单元相连通的排风单元。
为达到上述目的，本发明采用另一技术方案：一种玻璃的自动蚀刻方法，其至少依次包括：
酸洗工序：将已用专用油墨保护好的玻璃进行预处理，酸洗溶液的百分比为：0.5-2%的HF、2-4%H2SO4或HNo3、0-0.5%酒石酸或/和0-0.5%磺酸盐、余量为水；通过位于玻璃上下方的多个喷嘴对玻璃进行喷洒酸洗溶液；
蚀刻工序：通过位于玻璃上下方的多个喷嘴对玻璃进行喷洒蚀刻溶液，其中蚀刻溶液的配比为：3-5%HF、17-20%NH4HF2、3-5%NH4F、5-15%H3PO4、5-25%H2SO4、30-65%水；
碱洗工序：预先阶段采用1%NaOH溶液通过位于玻璃上下方的多个喷嘴喷洒在玻璃上，而脱墨阶段采用6-10%NaOH溶液通过喷嘴喷洒在玻璃上；
水洗工序：玻璃经自来水—纯水—超纯水三阶段分别清洗后；
干燥工序：采用热风循环干燥，通过位于玻璃上下方的多个气嘴将玻璃表面的残留水份清除干净。
优选地，所述的酸洗工序或蚀刻工序或碱洗工序的参数为：喷嘴压力：2-4kg/cm2，工作温度：20-25度，玻璃的进板速度：80米/分。
优选地，所述的玻璃为盖板玻璃。
本发明优点是：
本发明可大大提高玻璃强度和加工精度，经试验验证，康宁0.7CNC加工后的玻璃强度700Mpa，而经过本发明蚀刻的玻璃强度在800Mpa，正常CNC机械加工尺寸误差≦0.1mm，本发明蚀刻的加工尺寸误差≦0.05mm。另外本发明生产良率高，用工人数少，设备投入小。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例：参照图1所示，本发明提供了一种玻璃的自动蚀刻系统的具体实施例，其包括两端设有进、出口的机架10、设置在机架10内且有若干个滚轮22组成并水平传输玻璃1的传送单元20、设置在机架10内并靠近机架10进口且密闭的酸洗单元30、设置在机架10内并位于酸洗单元30下游且密闭的蚀刻单元40、设置在机架10内并位于蚀刻单元40下游且密闭的碱洗单元50、设置在机架10内并位于碱洗单元50下游且密闭的水洗单元60、设置在机架10内并靠近机架10出口且密闭的干燥单元70、与酸洗单元30、蚀刻单元40、碱洗单元50、水洗单元60均连通并提供相应液体的储液箱80、设置在酸洗单元30、蚀刻单元40、碱洗单元50、水洗单元60中上、下方的若干个喷嘴90、设置在干燥单元70内的若干个气嘴92、以及连接储液箱80和喷嘴90之间的抽液泵。其中喷嘴90的喷嘴压力：2-4kg/cm2，工作温度：20-25。进板速度：80米/分。玻璃1优选地为盖板玻璃，滚轮22为PU材料。储液箱80放置酸液或碱液等溶液。机架10上面还装有排风系统，可将废气收集后处理，达标后排放。酸洗单元30、蚀刻单元40、碱洗单元50、水洗单元60、干燥单元70为独立且密闭的工序单元。
在上述系统的基础上，本发明进一步提供一种玻璃的自动蚀刻方法，其依次包括裁切工序、预清洗工序、印刷工序、曝光工序、后清洗工序、酸洗工序、蚀刻工序、碱洗工序、水洗工序、干燥工序、检验包装工序，其中酸洗工序之前的各个工序和检验包装工序均为业内成熟工艺，不予赘述，玻璃的水平输送通过传送系统20的滚轮22上下对压玻璃并转动来实现，酸液或碱液等溶液经喷淋后回流至储液箱80并依次循环，而储液箱80中排布一定数量热交换管和一定数量功率的加热元件以达到温度可控。
酸洗工序：将已用专用油墨保护好的玻璃进行预处理，清除板面脏污及其他杂质，为蚀刻做好准备，酸洗溶液的百分比为：0.5-2%的HF、2-4%H2SO4或HNo3、0-0.5%酒石酸或/和0-0.5%磺酸盐、余量为水；而氢氟酸可以侵蚀玻璃的机理如反应程式:SIO2+6HF=H2[SIF6]+2H2O。通过位于玻璃上下方的多个喷嘴90对玻璃进行喷洒酸洗溶液，其中喷嘴压力：2-4kg/cm2，工作温度：20-25度，玻璃的进板速度：80米/分。
蚀刻工序：已经酸洗的玻璃进入蚀刻工序与蚀刻工序的HF反应生成物在药水的冲击力下不断被剥离，从而保证反应持续进行直至完全刻完板面，经过此工序后，所有成品已固成型。通过位于玻璃上下方的多个喷嘴90对玻璃进行喷洒蚀刻溶液，其中喷嘴压力：2-4kg/cm2，工作温度：20-25度，玻璃的进板速度：80米/分，蚀刻溶液的配比为：3-5%HF、17-20%NH4HF2、3-5%NH4F、5-15%H3PO4、5-25%H2SO4、30-65%水。
碱洗工序：经蚀刻后带有蚀刻药液玻璃板在经过简单水冲洗之后在碱洗段洗去全部残留药液，同时将制品保护油墨清除干净；通过位于玻璃上下方的多个喷嘴90对玻璃进行喷洒碱洗溶液，预先阶段采用1%NaOH溶液喷洒，而脱墨阶段采用6-10%NaOH，其中喷嘴压力：2-4kg/cm2，工作温度：20-25度，玻璃的进板速度：80米/分。
水洗工序：玻璃经自来水—纯水—超纯水三阶段分别清洗后，完全清除板面酸、碱、油墨残留，其中喷嘴压力：2-4kg/cm2，工作温度：20-25度，玻璃的进板速度：80米/分。
干燥工序：采用热风循环干燥，通过位于玻璃上下方的多个气嘴92将玻璃表面的残留水份清除干净，其中工作温度：20-25度，玻璃的进板速度：80米/分。
采用本发明的技术方案，可大大提高玻璃强度和加工精度，经试验验证，康宁0.7CNC加工后的玻璃强度700Mpa，而经过本发明蚀刻的玻璃强度在800Mpa，正常CNC机械加工尺寸误差≦0.1mm，本发明蚀刻的加工尺寸误差≦0.05mm。另外本发明生产良率高，用工人数少，设备投入小。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种玻璃的自动蚀刻系统，其特征在于其包括：两端设有进、出口的机架（10）、设置在机架（10）内且有若干个滚轮（22）组成并水平传输玻璃（1）的传送单元（20）、设置在机架（10）内并靠近机架（10）进口且密闭的酸洗单元（30）、设置在机架（10）内并位于酸洗单元（30）下游且密闭的蚀刻单元（40）、设置在机架（10）内并位于蚀刻单元（40）下游且密闭的碱洗单元（50）、设置在机架（10）内并位于碱洗单元（50）下游且密闭的水洗单元（60）、设置在机架（10）内并靠近机架（10）出口且密闭的干燥单元（70）、与酸洗单元（30）、蚀刻单元（40）、碱洗单元（50）、水洗单元（60）均连通并提供相应液体的储液箱（80）、分别设置在酸洗单元（30）、蚀刻单元（40）、碱洗单元（50）、水洗单元（60）内且位于玻璃（1）上、下方的若干个喷嘴（90）、设置在干燥单元（70）内的若干个气嘴（92）、以及连接储液箱（80）和喷嘴（90）之间的抽液泵。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃的自动蚀刻系统，其特征在于：所述滚轮（22）位于玻璃（1）上、下方并对压转动。
3.根据权利要求2所述的一种玻璃的自动蚀刻系统，其特征在于：所述滚轮（22）为PU材料。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种玻璃的自动蚀刻系统，其特征在于：所述储液箱（80）内排布有若干个热交换管和加热元件。
5.根据权利要求4所述的一种玻璃的自动蚀刻系统，其特征在于：所述机架（10）进一步包括与酸洗单元（30）、蚀刻单元（40）、碱洗单元（50）、水洗单元（60）、干燥单元（70）相连通的排风单元。
6.一种玻璃的自动蚀刻方法，其特征在于其至少依次包括：
酸洗工序：将已用专用油墨保护好的玻璃进行预处理，酸洗溶液的百分比为：0.5-2%的HF、2-4%H2SO4或HNo3、0-0.5%酒石酸或/和0-0.5%磺酸盐、余量为水；通过位于玻璃上下方的多个喷嘴对玻璃进行喷洒酸洗溶液；
蚀刻工序：通过位于玻璃上下方的多个喷嘴对玻璃进行喷洒蚀刻溶液，其中蚀刻溶液的配比为：3-5%HF、17-20%NH4HF2、3-5%NH4F、5-15%H3PO4、5-25%H2SO4、30-65%水；
碱洗工序：预先阶段采用1%NaOH溶液通过位于玻璃上下方的多个喷嘴喷洒在玻璃上，而脱墨阶段采用6-10%NaOH溶液通过喷嘴喷洒在玻璃上；
水洗工序：玻璃经自来水—纯水—超纯水三阶段分别清洗后；
干燥工序：采用热风循环干燥，通过位于玻璃上下方的多个气嘴将玻璃表面的残留水份清除干净。
7.根据权利要求6所述的一种玻璃的自动蚀刻方法，其特征在于：所述的酸洗工序或蚀刻工序或碱洗工序的参数为：喷嘴压力：2-4kg/cm2，工作温度：20-25度，玻璃的进板速度：80米/分。
8.根据权利要求6或7所述的一种玻璃的自动蚀刻方法，其特征在于：所述的玻璃为盖板玻璃。
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